论文总字数：18940字

摘 要

氟虫腈（Fipronil），为氮杂环杀虫剂，是目前GABA靶标类杀虫剂（GABA，即gamma-aminobutyric acid，γ-氨基丁酸）中最出色的商品化品种。1987年由在英国工作的罗纳普朗克发现。本文通过使用LC-MS，FT-IR，NMR以及UV等技术手段对氟虫腈原药的主成分及相关杂质进行定性分析。同时利用HPLC法对氟虫腈原药中的主成分及相关杂质进行定量分析。得出氟虫腈原药中主成分含量为973.30g/kg，杂质1的含量为8.98g/kg，杂质2的含量为11.65g/kg。

关键词：氟虫腈，杂质，定性，定量

The determination and analysis of Fipronil and inpurities

Abstract

Fipronil which is nitrogen heterocyclic pesticide is the best commercial product in GABA (gamma-aminobutyric acid) target pesticides. It was synthesized by Rhone-Poulenc who worked in British. The active ingredient content and impurities of Fipronil test substance was analyzed by LC-MS, FT-TR,NMR and UV. Quantitative analysis was done by HPLC and the active ingredient content is 973.30g/kg, and the content of two impurities is 8.98g/kg and 11.65g/kg respectively.

Key words: Fipronil, impurity, qualitatively,quantification

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1氟虫腈的理化性质 1

1.2氟虫腈的毒性作用机制 1

1.3氟虫腈的代谢及其代谢物的特性 2

1.4氟虫腈的应用 3

1.5氟虫腈主成分及其杂质的研究现状 3

1.6本课题主要研究工作有以下几个方面： 4

第二章 氟虫腈主成分及杂质的分析 5

2.1 实验仪器与试剂 5

2.2氟虫腈主成分的分析 5

2.3杂质1和杂质2的定量分析 7

2.4氟虫腈主成分及其杂质的质谱和紫外分析 10

2.5用傅里叶变换红外光谱对氟虫腈进行分析 10

2.6核磁共振对氟虫腈及其杂质的分析 11

第三章 结果及讨论 12

3.1 氟虫腈主成分分析 12

3.2 杂质1和杂质2含量的分析 14

3.3 氟虫腈主成分及杂质的质谱和紫外分析 18

3.4 氟虫腈的红外分析 19

3.5 氟虫腈主成分及杂质的核磁共振分析 20

第四章 结论 21

参考文献： 22

致谢 24

附录：特征性谱图 25

第一章 文献综述

1.1氟虫腈的理化性质

氟虫腈，其化学名为(±)-5-氨基-1-(2,6-二氯-4,4,4-三氟甲苯基)-4-三氟甲基亚硫酰基-3-氰基吡唑，属苯基吡唑类物质。其分子式为C₁₂H₄Cl₂F₆N₄OS，分子量为437.1,其结构式为:

该物质易溶于丙酮，难溶于水，在自然条件下可还原成硫醚，氧化成矾，水解成酞胺，纯品为白色固体，熔点为200.5~201℃，蒸气压为2.8×10^-9毫米汞柱(20℃)，溶解度为：水中2mg/L，丙酮中gt;50%、玉米油中gt;10000mg/L，分配系数log P＝4.0(辛醇/水)。它在常温条件下贮存稳定，其制剂有5%、20%、60%悬浮剂，0.2%、0.3%、1.5%、2.0%颗粒剂等。

1.2氟虫腈的毒性作用机制

GABA是脊椎动物和无脊椎动物体内非常重要的抑制性神经递质，占领或破坏GABA受体的杀虫剂会影响动物(昆虫)正常的突触传递，从而造成神经功能失常，引起死亡^[1]。氟虫腈通过与靶生物神经中枢细胞膜上GABA受体结合，阻塞神经细胞的氯离子通道，干扰中枢神经系统的正常功能从而致昆虫中毒，对蚜虫、叶蝉、飞虱、鳞翅目幼虫、蝇类和鞘翅目等害虫有很高的杀虫活性，可施于土壤，也可叶面喷雾，在室内一般用于杀灭蟑螂、蚂蚁以及宠物身上的跳蚤、扁虱^[2]。

氟虫腈和第1代的氯离子通道阻断性杀虫剂(如多氯环烷烃类)相比，具有更加优越的选择性。实验研究表明，氟虫腈对昆虫GABA受体的结合力比哺乳动物要高，因此对哺乳动物阻碍氯离子通道的毒性作用要比其他阻滞此通道的杀虫剂的毒性小很多。如1μmol/L的氟虫腈几乎可以完全抑制蜚蠊GABA受体离子流，但是对大鼠神经细胞GABA受体离子流的抑制率却只达到30%，IC₅₀为 1. 6μmol/L^[3]。

除此之外，研究人员用原始培养的大鼠背神经后根神经节元进行单通道电压箱实验，阐释了氟虫腈对GABA单通道的作用机制：氟虫腈缩短开放GABA的时间，延长关闭时间，换句话说就是降低通道开放频率来抑制GABA ，从而引起的全细胞电流 ^[4-5]。

1.3氟虫腈的代谢及其代谢物的特性

氟虫腈主要的氧化代谢酶是CYP3A4，其次是CYP2C19。其它人类CYP异构体对氟虫腈只有极少量活性甚至没有活性。研究表明氟虫腈能与CYP3A4的底物结合，包括范围很广的外源性化合物(如安定)或内源性化合物(如睾丸激素)^[6]。氟虫腈能抑制安定的甲基化作用，但是对安定的羟基化作用却微乎其微。。

氟虫腈在田间蛀牙通过直接或间接的光解作用、挥发和水解来进行消散。一般情况下，它在非生物环境中不会蓄积。氟虫腈在壤质土中会缓慢降解，当阳光照射时，它的半衰期是34 d，在水中光照的半衰期只有3. 6 h。在无氧条件下的水和沉淀物中，氟虫腈会降解缓慢，半衰期达到116~130 d。当利用氟虫腈与土混合制作成毒土进行种植时，氟虫腈在植物体内代谢主要是通过氧化成砜(MB46136)还原成硫化物(MB 45950)或水解成氨基化合物(RPA200766)^[7]。

在正常使用条件下，除了氟虫腈外，其代谢物氟虫腈氧化物砜及光降解物脱亚砜基氟虫腈皆有毒性。在植物体及土壤中能够测出光降解物脱亚砜基氟虫腈，其毒性和氟虫腈相等甚至高于氟虫腈^[8]。氟虫腈的代谢产物毒性要比母体大很多，有关其代谢产物对水环境微生物的毒性及致毒机制有待于进一步研究^[9]。

1.4氟虫腈的应用

氟虫腈在农业上主要用于防治鳞翅类和直翅类害虫及鞘翅类的幼虫^[10]。张夕林等^[11]的研究发现氟虫腈是总体防治水稻多种害虫的理想药剂，大面积推广应用氟虫腈每666.7m²用30ml，其最佳适用期为7月下旬至8月初，对水稻中期多种害虫的总体防效高达95%左右，比后期用药产值增加5%，投入收益比达到1:29.9，经济效益和社会效益非常可观。在美国氟虫腈还被用于大田玉米、高尔夫球场草坪的害虫控制^[12]。

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